Классификация лесных товаров. Характеристика жидких и газообразных топлив - ABCD42.RU

Классификация лесных товаров. Характеристика жидких и газообразных топлив

Читать контрольная по технологии машиностроения: «Классификация лесных товаров. Характеристика жидких и газообразных топлив» Страница 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮГосударственное образовательное учреждение Высшего профессионального образованияРоссийский государственный гуманитарный университет Филиал в г. ВЕЛИКИЙ новгородФакультет: ЭкономическийКонтрольная работа по дисциплине МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕВеликий Новгород 2009 Содержание1. Классификация лесных товаров как строительных материалов2. Современные виды жидких и газообразных топлив, их характеристика и области применения2.1 Основные сведения о топливе2.2 Физико-химические свойства природных газов2.3 Горение природного газа2.4 Жидкое топливо и его характеристикаСписок использованной литературы и источники

1. Классификация лесных товаров как строительных материалов

Практически, ни один объект строительства не обходится без применения лесных товаров в качестве строительного материала.Лесными товарами принято считать материалы и продукты, которые получают путем механической, механико-химической и химической переработки ствола, корней и кроны дерева. Основную часть лесных товаров получают в лесопильной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, гидролизной и лесохимической промышленности.Выделяют семь групп лесных товаров. Для классификации лесных товаров, как строительных материалов остановимся на трех основных группах.I. Лесоматериалы — это материалы, получаемые путем поперечного и продольного пиления поваленных деревьев и их частей. Ствол поваленного дерева, у которого отделены корни, вершина и сучья, называют древесным хлыстом.Хлысты или отрезки, получаемые при поперечном делении — раскряжевке, в зависимости от размеров и наличия пороков разделяют на деловую и низкокачественную древесину.Низкокачественная древесина — это обрезки хлыста, не удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к деловой древесине. Сортимент — это круглый, колотый или пиленый лесоматериал установленного назначения, соответствующий требованиям стандартов или технических условий. Круглые лесоматериалы разделяются по породам на две группы — лесоматериалы хвойных и лиственных пород.К лесоматериалам относят товары, получаемые механической обработкой ствола дерева. При этом заготавливают деловую древесину и дрова. Низкокачественную деловую древесину называют технологическим сырьем. По способу механической обработки лесоматериалы делят на шесть классов:1. Круглые материалы, получаемые делением хлыста на отрезки разной длины. Классификация. Круглые лесоматериалы по породам древесины подразделяют на хвойные и лиственные. По назначению, способу обработки и производства круглые лесоматериалы разделяют на четыре группы: для распиловки; строгания и лущения; выработки целлюлозы и древесной массы; для использования в круглом виде.Лесоматериалы для распиловки и строгания используют: для выработки пиломатериалов авиационных, резонансных, палубных и шлюпочных обшивочных, строительства, мебели и других назначений, для шпал и переводных брусьев железных дорог широкой и узкой колеи, экспортных;Среди ассортиментов первой группы по объему преобладают кряжи и пиловочные бревна (пиловочник) для выработки пиломатериалов для строительства, мебели и других назначений. Бревна — круглые

Похожие работы

  • Интересные статьи
  • Рефераты
  • Курсовые работы
  • Дипломные работы
  • Контрольные работы
  • Практические задания
  • Отчеты по практике
  • Сочинения
  • Доклады
  • Ответы на вопросы
  • Книги / Учебники
  • Учебные пособия
  • Методички
  • Изложения
  • Лекции
  • Статьи
  • Другое

«РефератКо» — электронная библиотека учебных, творческих и аналитических работ, банк рефератов. Огромная база из более 766 000 рефератов. Кроме рефератов есть ещё много дипломов, курсовых работ, лекций, методичек, резюме, сочинений, учебников и много других учебных и научных работ. На сайте не нужна регистрация или плата за доступ. Всё содержимое библиотеки полностью доступно для скачивания анонимному пользователю

Характеристика топлива

Топливо — это горючие вещества, основной составной частью которых является углерод, применяемые с целью получения при их сжигании тепловой энергии.

Классификация. По физическому состоянию топливо бывает твердое, жидкое, газообразное. Стекловаренные печи работают на жидком и газообразном топливе.

К топливу, используемому для стекловаренных печей, предъявляют ряд требований: при сгорании оно должно выделять значительное количество тепла на единицу своей массы или объема, не должно выделять газов, вредно действующих на здоровье людей, а также отрицательно влияющих на материалы топок и печей, должно быть удобным для транспортирования и сжигания.

Основной характеристикой топлива является его теплотворность Q. Теплотворностью топлива называется количество тепла, выделяемое при полном сгорании единицы массы или объема топлива (1 кг жидкого топлива или 1 м 3 газообразного). Теплотворность измеряется в ккал/кг или ккал/м 3 (в СИ — кДж/кг, кДж/м 3 ).

Теплотворность различных видов топлива колеблется в широких пределах — от 1000 до 10 000 ккал/кг.

По происхождению топливо подразделяется на естественное и искусственное. Последнее получается в результате переработки естественного топлива. В табл. 3 приводится классификация промышленного топлива.

Таблица 3. Классификация промышленного топлива

Происхождение Физическое состояние
твердое жидкое газообразное
Естественное Дрова
Торф
Бурые угли
Каменные угли
Антрациты
Полуантрациты
Горючие сланцы
Нефть Природный, попутный и нефтепромысловый газ
Искусственное Древесный уголь
Кокс
Топливные брикеты
Пылевидное топливо
Бензин
Мазут
Дизельное топливо
Керосин
Соляровое масло
Смола
Гудрон
Бензол
Спирт
Газы: сжиженный, нефтезаводской, коксовый, светильный, полукоксовый, доменный, воздушный, смешанный генераторный, водяной, полуводяной

В промышленности используют твердое, жидкое и газообразное топливо. Различают природное топливо, добываемое на поверхности земли или в ее недрах, и искусственное, получаемое путем переработки природного.

К главным требованиям, предъявляемым к технологическому топливу, относятся: низкая стоимость добычи, низкая стоимость транспортирования, удобство применения, возможность использования с высоким коэффициентом полезного действия, малое содержание вредных примесей.

Различные виды топлива (твердое, жидкое и газообразное) характеризуются общими и специфическими свойствами. К общим свойствам топлива относятся теплота сгорания и влажность, к специфическим — зольность, сернистость (содержание серы), плотность, вязкость и другие свойства.

Теплота сгорания — количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг или 1 м 3 топлива. Энергетическая ценность топлива в первую очередь определяется его теплотой сгорания.

Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Низшая теплота сгорания отличается от высшей количеством теплоты, затрачиваемой на испарение влаги, содержащейся в топливе и образующейся при сгорании водорода. Низшую теплоту сгорания учитывают для подсчета потребности в топливе и его стоимости при составлении тепловых балансов и определении коэффициентов полезного действия установок, использующих топливо. При сопоставлении различных видов топлива пользуются понятием условного топлива, характеризующимся низшей теплотой сгорания, равной 29 МДж/кг.

Влажность (содержание влаги) топлива снижает его теплоту сгорания вследствие увеличенного расхода теплоты на испарение влаги и увеличения объема продуктов сгорания (из-за наличия водяного пара).

Зольность — количество золы, образующейся при сгорании минеральных веществ, содержащихся в топливе. Минеральные вещества, содержащиеся в топливе, понижают его теплоту сгорания вследствие уменьшения содержания горючих компонентов (основная причина) и увеличения расхода тепла на нагрев и плавление минеральной массы.

Сернистость (содержание серы) относится к отрицательному фактору топлива, так как при его сгорании образуются сернистые газы, загрязняющие атмосферу и разрушающие металл. Кроме того, сера, содержащаяся в топливе, частично переходит в выплавляемый металл, сваренную стекломассу, снижая их качество. Например, для варки хрустальных, оптических и других стекол нельзя использовать топливо, содержащее серу, так как сера значительно понижает оптические свойства и колер стекла.

Состав топлива. Топливо различных видов, месторождений и шахт различается по своему составу. При рассмотрении твердого и жидкого топлива принято различать следующие его составляющие: углерод, водород, серу, кислород, азот, золу и влагу. Применительно к газообразному топливу под составом понимают в основном: оксид углерода, водород, метан, этан, пропан, бутан, этилен, бензол, сероводород и др. Входящие в состав топлива кислород и азот относят к внутреннему органическому балласту топлива, а золу и влагу — к внешнему.

Состав твердого и жидкого топлива выражают в процентах по массе, газообразного — в процентах по объему.

Твердое и жидкое топливо состоит из горючей и негорючей частей. К горючей части топлива относят углерод, водород, кислород, азот и серу. Кислород и азот не горят; их включают в состав горючей массы условно. Поэтому горючую часть топлива называют условно горючей массой. Негорючая часть топлива — балласт — состоит из влаги и золы. Органическую массу топлива составляют углерод, кислород и азот.

Топливо в том виде, в каком оно поступает в топки печи для сжигания, носит название рабочего топлива. Ввиду того что содержание в нем влаги может колебаться в широких пределах, состав топлива часто характеризуют его сухой массой.

Для обозначения состава, к которому относится содержание того или иного элемента в топливе, применяют индексы о, г, с и р, которые читаются соответственно: о — органическая масса; г — горючая масса; с — сухое топливо; р — рабочее топливо. Например, CO — содержание углерода в органической массе; Sr — содержание серы в условно горючей массе; Ас — содержание, золы в сухом топливе; Wp — содержание влаги в рабочем топливе.

Основные виды топлива, их характеристика и состав

Топливо — горючие вещества, используемые для получения тепла. В широком смысле, под топливом понимают, один из видов потенциальной энергии (энергоноситель).

Различают: естественное топливо (непосредственно существующее в природе) — древесина, уголь, торф, природный газ, и искусственное (являющееся продуктом переработки естественного топлива) — древесный уголь, мазут, искусственные газы. В зависимости от величины теплоты сгорания различают: высокосортное топливо (с высокой теплотой сгорания) и низкосортное топливо.

Основной показатель топлива — его теплотворная способность. Для сравнения различных видов топлива существует понятие условного топлива. Теплота сгорания одного килограмма условного топлива (у.т.) равна 29,3 МДж или 7000 ккал, что приблизительно соответствует каменному углю.

Читайте также  Кукла из соленого теста. Подарок

Основные виды топлива: твердое, жидкое и газообразное топливо. В зависимости от вида используемого топлива различают: газовые котлы, жидкотопливные котлы, твердотопливные котлы, электрические котлы и комбинированные котлы.

Твердое топливо — древесина, древесная щепа, древесные пеллеты, торф, бурый и каменный уголь, горючие сланцы, сапропель, битуминозные пески. Из твердых видов топлив в отопительных котельных в основном сжигают ископаемые угли — бурые, каменные и антрациты.

Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа; содержит 65-70% углерода, имеет бурый цвет. Относится к группе углей с большим содержанием золы и влаги, поэтому имеет низкую теплоту сгорания — 1800-3250 ккал/кг. К недостаткам данного топлива относится также большое содержание серы, что приводит к усиленной коррозии стальных частей в котельных установках, а также способность к самовозгоранию при длительном хранении в штабелях. Бурый уголь целесообразно сжигать в топках крупных котлов.

Каменный уголь — твердое горючее полезное ископаемое растительного происхождения, черного цвета с блестящей, матовой или полуматовой поверхностью; при сгорании пламя тем больше, чем выше содержание водорода. Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладают канцерогенными свойствами.

Антрацит — старейший из всех групп ископаемых углей. Он сгорает без пламени с выделением небольшого количества дыма, удобен для сжигания в топках любых котлов.

Жидкое топливо — нефть и продукты ее переработки (мазут, керосин, дизельное топливо); масла (сланцевое масло, отработавшее машинное масло, растительные или животные масла). Из жидких топливв отопительных котельных самым распространенным является мазут (остаточный продукт переработки нефти с плотностью 0,96-0,98 т/м³). Его хранят в подземных стальных или железобетонных резервуарах, установленных вне котельных. Емкость резервуаров рассчитывают на потребность не менее 15 сут. работы котельной.

Газообразное топливо — природные и искусственные газы. Газообразное топливо — смесь горючих и негорючих газов. В естественном газе в основном содержатся метан, этан и тяжелые углеводороды, а также негорючие газы — углекислый газ и азот. В среднем природные газы состоят из 96% метана, 2% этана, 0,5% тяжелых углеводородов и 1,5% углекислого газа и азота.

По сравнению с твердым топливом газообразное имеет ряд преимуществ: простота и меньшая трудоемкость обслуживания котлов; лучшее перемешивание горючего с воздухом, в результате чего возможно горение с наименьшим избытком воздуха и, следовательно, меньшими потерями тепла с отходящими газами.

Однако при сжигании газа следует учитывать особенности этого процесса, а также взрывоопасность и ядовитость газа. Природный газ при содержании его в воздухе от 3,8 до 17,8% (по объему) образует смесь, которая при наличии огня или искры взрывается. Утечки газа опасны, так он ядовит.

Горение природного газа

Горение — это реакция, при которой происходит преобразование химической энергии топлива в тепло.

Горение бывает полным и неполным. Полное горение происходит при достаточном количестве кислорода. Нехватка его вызывает неполное сгорание, при котором выделяется меньшее количество тепла, чем при полном, и окись углерода (СО), отравляюще действующая на обслуживающий персонал, образовывается сажа, оседающая на поверхности нагрева котла и увеличивающая потери тепла, что приводит к перерасходу топлива и снижению к. п. д. котла, загрязнению атмосферы.

Для сгорания 1 м 3 метана нужно 10 м 3 воздуха, в котором находится 2 м 3 кислорода. Для полного сжигания природного газа воздух подают в топку с небольшим избытком. Отношение действительно израсходованного объёма воздуха Vд к теоретически необходимому Vт называется коэффициентом избытка воздуха = Vд/Vт. Этот показатель зависит от конструкции газовой горелки и топки: чем они совершеннее тем меньше . Необходимо следить, чтобы коэффициент излишка воздуха не был меньше 1, так как это приводит к неполному сгоранию газа. Увеличение коэффициента избытка воздуха снижает к. п. д. котлоагрегата.

Полноту сгорания топлива можно определить с помощью газоанализатора и визуально — по цвету и характеру пламени:

прозрачно-голубоватое — сгорание полное;

красный или жёлтый — сгорание неполное.

Горение регулируется увеличением подачи воздуха в топку котла или уменьшением подачи газа. В этом процессе используется первичный (смешивается с газом в горелке — до горения) и вторичный (соединяется с газом или газовоздушной смесью в топке котла в процессе горения) воздух.

В котлах, оборудованных диффузионными горелками (без принудительной подачи воздуха), вторичный воздух под действием разряжения поступает в топку через поддувочные дверцы.

В котлах, оборудованных инжекционными горелками: первичный воздух поступает в горелку за счёт инжекции и регулируется регулировочной шайбой, а вторичный — через поддувочные дверцы.

В котлах со смесительными горелками первичный и вторичный воздух подаётся в горелку вентилятором и регулируется воздушными задвижками.

Нарушение соотношения между скоростью газовоздушной смеси на выходе из горелки и скоростью распространения пламени приводит к отрыву или проскакиванию пламени на горелках.

Если скорость газовоздушной смеси на выходе из горелки больше скорости распространения пламени — отрыв, а если меньше — проскок.

При отрыве и проскоке пламени обслуживающий персонал должен погасить котёл, провентилировать топку и газоходы и снова разжечь котёл.

Газообразное топливо с каждым годом находит все более широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. В сельскохозяйственном производстве газообразное топливо широко используется для технологических (при отоплении теплиц, парников, сушилок, животноводческих и птицеводческих комплексов) и бытовых целей. В последнее время его все больше стали применять для двигателей внутреннего сгорания.

По сравнению с другими видами газообразное топливо обладает следующими преимуществами:

сгорает в теоретическом количестве воздуха, что обеспечивает высокие тепловой кпд и температуру горения;

при сгорании не образует нежелательных продуктов сухой перегонки и сернистых соединений, копоти и дыма;

сравнительно легко подводится по газопроводам к удаленным объектам потребления и может храниться централизованно;

легко зажигается при любой температуре окружающего воздуха;

требует сравнительно небольших затрат при добыче, а значит, является по сравнению с другими более дешевым видом топлива;

может быть использовано в сжатом или сжиженном виде для двигателей внутреннего сгорания;

обладает высокими противодетонационными свойствами;

при сгорании не образует конденсата, что обеспечивает значительное уменьшение износа деталей двигателя и т.п.

Вместе с тем газообразное топливо имеет также определенные отрицательные свойства, к которым относятся: отравляющее действие, образование взрывчатых смесей при смешении с воздухом, легкое протекание через неплотности соединений и др. Поэтому при работе с газообразным топливом требуется тщательное соблюдение соответствующих правил техники безопасности.

Применение газообразных видов топлива обусловливается их составом и свойствами углеводородной части. Наиболее широко применяются природный или попутный газ нефтяных или газовых месторождений, а также заводские газы нефтеперерабатывающих и других заводов. Основными составляющими компонентами этих газов являются углеводороды с числом углеродных атомов в молекуле от одного до четырех (метан, этан, пропан, бутан и их производные).

Природные газы из газовых месторождений практически полностью состоят из метана (82. 98%), с небольшой Применение газообразного топлива для двигателей внутреннего сгорания Непрерывно увеличивающийся парк автомобилей требует все большего количества топлива. Решить важнейшие народнохозяйственные проблемы стабильного обеспечения автомобильных двигателей эффективными энергоносителями и сокращения потребления жидкого топлива нефтяного происхождения возможно за счет использования газообразного топлива — сжиженного нефтяного и природного газов.

Для автомобилей используют только высококалорийные или среднекалорийные газы. При работе на низкокалорийном газе двигатель не развивает необходимой мощности, а также сокращается дальность пробега автомобиля, что экономически невыгодно. Па). Выпускают следующие виды сжатых газов: природный, коксовый механизированный и коксовый обогащенный

Основным горючим компонентом этих газов является метан. Так же как и для жидкого топлива, наличие в газообразном топливе сероводорода нежелательно из-за его коррозионного воздействия на газовую аппаратуру и детали двигателя. Октановое число газов позволяет форсировать автомобильные двигатели по степени сжатия (до 10. 12).

Основным горючим компонентом этих газов является метан. Так же как и для жидкого топлива, наличие в газообразном топливе сероводорода нежелательно из-за его коррозионного воздействия на газовую аппаратуру и детали двигателя. Октановое число газов позволяет форсировать автомобильные двигатели по степени сжатия (до 10. 12).

В газе для автомобилей крайне нежелательно присутствие циана CN. Соединяясь с водой, он образует синильную кислоту, под действием которой в стенках баллонов образуются мельчайшие трещины. Наличие в газе смолистых веществ и механических примесей приводит к образованию отложений и загрязнений на приборах газовой аппаратуры и на деталях двигателей.

Характеристики и классификация твердого топлива

Древесина. Характерные свойства: выход летучих V г =85 %, влага W р =40 %, А р =0,6 %, =10…12 МДж/кг, сера практически отсутствует. Древесина как топливо используется редко и в основном в виде отходов.

Читайте также  Мое любимое произведение «Песня о Соколе» М. Горького

Торф. Характерные свойства: V г =70 %, W р =48…53 %, А р =3…19 %, =8,4…10,5 МДж/кг, высокое содержание кислорода. По способу добычи различают кусковой и фрезерный (мелкая крошка) торф. Торф характеризуется склонностью к слеживанию, плохой сыпучестью, повышенной взрывоопасностью, высокой гигроскопичностью и легкостью смерзания.

Горючие сланцы. Характерные свойства: V г =85…90 %, А р =35…60 %, W р £ 13 %; =5,5…13,9 МДж/кг, сера практически отсутствует.

В топливном балансе страны доля древесины, торфа и сланцев невелика. Эти местные виды топлива, которые следует использовать вблизи места добычи.

Уголь — основное твердое топливо. Угли делятся на два основных вида: бурые и каменные.

Бурые угли. Особенность — большая влажность и выход летучих V г > 40 %, невысокая теплота сгорания (до 24 МДж/кг), склонность к самовозгоранию, отсутствие спекаемости. К бурым углям относят угли с высшей теплотой сгорания рабочей массы беззольного топлива

МДж/кг.

По влажности в рабочем состоянии бурые угли делятся на три группы:

Каменные угли. К каменным относятся угли с высшей теплотой сгорания в условном беззольном состоянии МДж/кг и с выходом летучих V г > 9 % по массе. Каменные угли весьма разнообразны по своим свойствам и составу, поэтому их единая классификация затруднена. Учитывают: выход летучих, степень спекаемости и нелетучий остаток коксования угля.

По этим признакам выделены основные марки каменных углей, (табл. 1.2). Угли марок от газового жирного до отощенного спекающегося пригодны для получения металлургического кокса и являются ценным сырьем. Каменные угли непригодные для производства кокса используются в качестве топлива в энергетике и коммунальном хозяйстве (длиннопламенные, газовые, а также слабоспекающиеся, тощие, антрациты).

Таблица 1.2 — Классификация каменных углей Кузнецкого бассейна [4]

— плитный (П)………………..100 – 200;

— крупный (К)…………………50 – 100;

— рядовой (Р)………………(не ограничен).

1.7 Жидкое топливо

Мазут, получаемый из нефти, является основным видом жидкого энергетического топлива. В зависимости от технологических условий различают разгонку — неглубокую переработку нефти и крекинг — глубокую переработку.

При разгонке нефть разделяется на фракции по температурам их кипения без разрушения молекулярной структуры углеводородов. При крекинге молекулы разрушаются с образованием новых соединений. При крекинге кроме легких углеводородов образуются сложные и тяжелые углеводороды – гудрон и полугудрон, а также твердые вещества — асфальтены, карбены и карбоиды.

Мазут, получаемый при неглубокой переработке нефти, называют прямогонным мазутом, при глубокой переработке нефти – крекинг-мазутом.

Стандартом установлены следующие марки мазутов:

— мазут флотский Ф 5 и Ф 12;

— мазут топочный М 40 и М 100.

Условная вязкость (ВУ) — отношение времени истечения 200 мл продукта при температуре 50 °С ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре 20 °С. Марка мазута характеризует максимальное значение условной вязкости (ВУ) при температуре 50 °С.

Флотские мазуты Ф 5 и Ф 12 относятся к категории легких топлив, топочный мазут марки М 40 – к категории средних топлив, топочный мазут марки М 100 – к категории тяжелых топлив.

В пределах марок, в зависимости от содержания серы, топочные мазуты подразделяются на три сорта:

1) малосернистые (S р £ 0,5 %),

2) сернистые (S р = 0,5…2,0 %)

3) высокосернистые (S р = 2,5…3,5 %, не более 4,3 %.).

Мазут состоят из пяти основных элементов: углерода, водорода, серы, кислорода и азота. Минеральные примеси в мазутах представляют собой соли щелочных металлов, а также продукты коррозии резервуаров. Зольность топочных мазутов (А) весьма незначительна и обычно не превышает 0,1 %. Содержание воды (W) в мазутах колеблется в пределах 0,5…5 %, а в отдельных случаях и выше. Значительное обводнение мазута происходит при разогреве острым паром. При сжигании обводненных мазутов уменьшаются температура горения и снижается КПД парогенератора.

Вязкость мазута является важнейшей его характеристикой. Измеряется в единицах условной вязкости (ВУ). Вязкость определяет условия транспортировки, способы сливных операций и эффективность работы форсунок.

Вязкость мазута с увеличением температуры сильно уменьшается. Причем, для мазутов М 40 и М 100 разница в подогреве должна составлять всего 20 °С (104 °С и 124 °С), для получения одинаковой вязкости перед форсункой.

С ростом давления вязкость мазута повышается. Обычно пользуются относительной плотностью (по отношению к плотности воды при температуре 20 °С), которая составляет r20 = 0,95…1,06.

Плотность определяет условия отстаивания воды из мазутов и осаждения механических примесей. При малой плотности мазута отстаивание от воды протекает быстро и не превышает 100…200 ч. При относительной плотности около 1,05 мазут располагается в резервуарах под слоем воды и отстаивание невозможно.

Для перекачки мазута и слива его температура должна быть не ниже 60…70 °С, что обеспечивает вязкость

Технологическая схема подготовки мазута (рис. 1.6) на электростанции включает приемно-сливное устройство 2, основные резервуары для хранения постоянного запаса мазута 6, мазутонасосную систему, систему трубопроводов для мазута и пара, группу подогревателей и фильтров [5].

Мазут перед сжиганием необходимо подготовить: удалить механические примеси, повысить давление и подогреть для тонкого распыливания. Температура в баках поддерживается на уровне 60…80 °С за счет циркуляционного подогрева.

1 – цистерна с мазутом; 2 – сливное устройство; 3 – фильтр грубой очистки; 4 – сливной резервуар с подогревом; 5 – перекачивающий насос; 6 – основной резервуар;7, 8 – линии рециркуляции мазута; 9 – насос первого подъема; 10 – обратный клапан; 11 — подогреватель мазута; 12 — фильтр тонкой очистки; 13 – насос второго подъема; 14 – запорная задвижка; 15 – регулятор расхода; 16 – расходомер; 17 – задвижка форсунки; 18 – форсунки

Рисунок 1.6 — Технологическая схема подготовки мазута на электростанции

Типовой является двухступенчатая схема, предусматривающая повышение давления насосами 9 и 13. Очистка мазута от твердых фракций происходит поэтапно: в фильтрах грубой очистки 3 с размером ячеек 1,5´1,5 мм 2 , а затем в фильтрах тонкой очистки 12 с ячейками 0,3…0,5 мм, перед насосами второй ступени 13.

Теплота сгорания обезвоженного мазута колеблется в пределах от 39 до 41,5 МДж/кг. Теплота сгорания зависит от соотношения главных горючих элементов С, Н, а также от содержания S, О и N. Присутствие в составе смол и асфальтов снижает теплоту сгорания мазута. Теплота сгорания рассчитывается по формуле Д.И. Менделеева (погрешность не более 2%).

Температура вспышки мазута – температура, при которой пары мазута вспыхивают при контакте с открытым пламенем. Прямогонные мазуты имеют температуру вспышки 135…235 °С, парафинистые — около 60 °С. Во избежание пожара, температура подогрева мазута в открытых системах должна быть ниже температуры вспышки.

При уменьшении температуры происходит загустевание мазута. При температуре застывания мазут загустевает настолько, что в пробирке при ее наклоне под углом 45° уровень остается неподвижным в течение одной минуты. Высокой температурой застывания характеризуются мазуты с большим содержанием парафинов. Температура застывания определяет выбор технологической схемы хранения мазута и его транспортировки.

1.8 Газовое топливо

В энергетике в качестве газового топлива используется природный газ.

В промышленной энергетике, находят применение различные виды искусственных горючих газов.

Для энергетики важнейшими характеристиками газового топлива являются теплота сгорания, концентрационные пределы взрываемости газа в смеси с воздухом, плотность.

Плотность газа определяет возможность скопления газа в верхней или нижней части помещений или установок. Плотность природного газа в нормальных условиях составляет 0,74 кг/м 3 .

Концентрационные пределы взрываемости характеризуют диапазон концентраций, в пределах которых эти смеси способны взрываться при наличии источника зажигания. Для природного газа в смеси с воздухом концентрационные пределы взрываемости составляют 5…15 %. Они могут быть расширены за счет подогрева воздуха либо газа.

Природным газомявляются газовые смеси, добываемые из земных недр и состоящие в основном из метана и других углеводородов (этана, пропана, бутана и др. в незначительных количествах). Соотношение между ними зависит от характера месторождения.

Попутный газ получают при разработке нефтяных месторождений в процессе десорбции растворенных в нефти газов. Выход попутного газа составляет 50…60 м 3 на 1 тонну добываемой нефти. Для попутного газа характерно высокое (до 50 %) содержание высших углеводородов.

Газ газоконденсатных месторождений содержит помимо метана до 10 % высших углеводородов, пропана и бутана.

Балласт природного газа представлен преимущественно азотом и диоксидом углерода, в некоторых случаях в объемный состав входит до 1 % гелия. Большинство месторождений дает топливо, практически не содержащее сернистых соединений. Исключением является Оренбургское месторождение России, где в газе содержится 5-6 % сероводорода.

Природный газ перед подачей в магистральные трубопроводы подвергается переработке на специальных заводах:

— очистка от сероводорода и диоксида углерода,

— извлечение высших углеводородов,

Одоризация, придание газу резкого запаха — осуществляется введением меркаптанов (сернистых соединений), для обнаружения присутствие газа в воздухе.

Природный газ применяется чрезвычайно широко. Особенность использования – сложность хранения. В Украине существуют подземные хранилища газа, для обеспечения постоянства расхода транспортируемого газа. При использовании газообразного топлива на элекростанциях всегда предусматривается резервное топливо – уголь или мазут.

Читайте также  Аннотация произведения В.С.Калинникова на слова Е.Баратынского Зима

Теплота сгоранияприродного газа находится в пределах = 33…38 МДж/м 3 , и она тем выше, чем больше высших углеводородов содержится в газе.

Искусственным топливом являются горючие газы, получаемые в разнообразных технологических процессах: в металлургии, при переработке нефти, при переработке твердых горючих ископаемых. В некоторых случаях горючий газ является побочным продуктом основного производства.

В доменном производстве на каждую тонну выплавленного чугуна образуется около 2200…3000 м 3 доменного газа с теплотой сгорания = 3,5…4 МДж/м 3 , содержащего 25…30 % токсичного оксида углерода СО и 2…3 % водорода Н2.

При производстве металлургического кокса на каждую тонну кокса получают

300 м 3 коксового газа с теплотой сгорания около 17…18 МДж/м 3 , содержащего водорода Н2≈ 60 %, метана СН4≈ 25 %, оксида углерода СО≈ 6 %.

В начале ХХ столетия был отработан процесс газификации угля, что позволяло получать низкокалорийный газ из угля, содержащий 30 % СО, 10 % СО2 и около 60 % N2, имеющий теплоту сгорания около 4 МДж/м 3 .

Проблема получения синтетического жидкого топлива из углей решена в 60…70-х годах прошлого столетия. На заводах по получению синтетического жидкого топлива (метанола) происходит парокислородная газификация твердого топлива. Подача кислорода обеспечивает высокую температуру в топке и возможность проведения эндотермической реакции конверсии разогретого углерода водяным паром

В дальнейшем из газообразных продуктов газификации (СО и Н2) на катализаторах синтезируют искусственное жидкое топливо — метанол

Классификация ТОПЛИВА И ЕГО характеристика

Под энергетическим топливом понимают горючие ве­щества, которые экономически целесообразно использовать для получения тепловой и электрической энергии. По агрегатному состоянию топлива делят на твердые, жидкие и газообразные. По происхождению — на природные, образовавшиеся из остатков растительного и животного происхождения в течение длительного времени, и искусственные, полученные в результате переработки природных топлив. К первым относятся уголь, нефть, природный газ. Ко вторым — кокс, брикеты, отходы углеобогащения, дизель­ное топливо, мазут, доменный, коксовый и генераторный газы.

Топливо состоит из горючей и минеральной части и влаги. В состав горючей части входят углерод С, водород Н и сера S, на­ходящиеся в сложных соединениях с кислородом О и азотом N. Важной характеристикой топлива является теплота сгорания. Теплота сгорания — количество теплоты, выделяющейся при пол­ном сгорании топлива. Различают низшую и высшую теплоту сгорания.

Углерод является основной частью топлива. Чем больше его в составе, тем выше теплота сгорания топлива. Содержание углерода по массе в твердом топливе колеблется от 25 (сланец и торф) до 70 % (антрацит). Водород содержится в топливе в небольшом количестве 2—10 %. Теплота его сгорания в 4 раза больше, чем углерода. Кислород входит в состав топлива в виде различных соединений, в том числе с горючими элементами, что снижает количество теплоты, выделяемой при сжигании топлива. Поэтому кислород относят к балласту топлива. Азот также относят к бал­ласту топлива. Содержание его невелико (в твердом топливе до 3 % по массе). При горении большая часть азота топлива перехо­дит в токсичные оксиды N0 и N0*.

Серу в зависимости от вида соединения, в которое она входит, делят на органическую S0, если она связана с углеродом, водоро­дом, азотом и кислородом; колчеданную SK — соединение с желе­зом (обычно это железный колчедан); сульфатную Sc, находя­щуюся в виде соединений FeS04, MgS04, CaS04. Сера, входящая в состав органических и колчеданных соединений, участвует в про­цессе горения, выделяя при этом теплоту и образуя сернистый

S02 и серный S03 ангидриды. Поэтому часто органическую и кол­чеданную серу называют летучей горючей

Сера, входящая в состав FeS04, MgS04, CaS04 и т. п., не горит, так, при сжигании топлива сульфаты практически не разлагаются. В твердом топливе содержание серы достигает 5 %, в жидком 3,5 %. Наличие серы в топливе нежелательно, так как образую­щиеся при горении серы оксиды S02 и S03 в присутствии влаги дают растворы сернистой и серной кислоты, которые вызывают корро­зию труб поверхностей нагрева конвективной шахты котла и ока­зывают вредное воздействие на окружающую среду.

Под минеральной частью топлива понимают негорючие при­меси. Количество их зависит от происхождения топлива и техно­логии его добычи. Различают внутренние минеральные примеси, образовавшиеся при формировании угольной залежи, и внешние минеральные примеси, попавшие в топливо при его добыче из при­легающих пластов пород. Внутренние минеральные примеси в от­личие от внешних достаточно равномерно распределены в топливе и поэтому практически не могут быть отделены от горючей массы.

При горении топлива из минеральных примесей образуется зола А. Она характеризует минеральную часть топлива. Содер­жание золы А в топливе определяется по величине твердого остатка, полученного после сжигания предварительно высушен­ной пробы топлива определенной массы в платиновом тигле и последующего прокаливания до постоянного значения массы при температуре 800 °С. При проектировании котлов, и в первую оче­редь их топок, важное значение имеет температурная характери­стика плавкости золы. Она зависит от состава золы и окружающей ее газовой среды. Оценка плавкости проводится по температурам трех состояний золы: U — начала деформации; t2 — начала раз­мягчения; t3 — жидкоплавкого состояния:

Для принятия мер по исключению загрязнений поверхностей нагрева, расположенных за топкой, важно знать температуру затвердевания золы. Обычно эта температура на 50 °С ниже t2. При горении топлива в топке в зоне высоких температур проис­ходит частичное или полное расплавление золы. Некоторая ее часть уносится с продуктами сгорания из топки. Остальная зола, частично разлагаясь, сплавляется или спекается в шлак, который затем в жидком или твердом состоянии удаляется из нижней части топки. Под действием высоких температур содержащиеся в шлаке оксиды вместе с другими веществами образуют многоком­понентные соединения, и температура плавления шлака отли­чается от температуры ts жидкоплавкого состояния золы. В топках с жидким шлакоудалением для свободного вытекания шлака из топки его температура должна быть выше температуры ts жидко — плавкого состояния золы. Эту температуру называют температу­рой /нж нормального жидкого шлакоудаления, она определяется 22

Химическим составом шлака. Как правило, = ta + (100-4- 200) °С.

Влага W, как и минеральная часть, является балластом топ­лива. Она снижает его теплоту сгорания. Кроме того, на ее испа­рение расходуется часть теплоты сгоревшего топлива. Влагу, содержащуюся в топливе, делят на внешнюю и внутреннюю (гигро­скопическую). Внешняя влага попадает в топливо при его добыче, транспортировке и хранении. Количество ее колеблется в широ­ких пределах 1—40 %. Внешнюю влагу можно удалить из топлива при его сушке. Внутренняя влага связана как с органической частью топлива, так и с минеральной. К ней относят коллоидную и гидратную влагу. Коллоидная влага образует с топливом гели. Количество ее зависит от природы и состава топлива, содержания / влаги в атмосферном воздухе. Гидратная влага химически свя­зана с минеральными примесями топлива. Содержание ее невелико. При сушке топлива часть коллоидной влаги испаряется, а содер­жание гидратной влаги не меняется.

Влажные твердые топлива на воздухе теряют влагу, а подсу­шенные приобретают ее. Эти процессы происходят до наступления равновесия между парциальным давлением паров воды в воздухе и топливе. Топливо с полученной таким образом влажностью называют воздушно-сухим. Если воздушно-сухое топливо нагреть при атмосферном давлении до температуры 105 °С, то вся влага из топлива будет практически удалена. Количество влаги, удален­ной из воздушно-сухого топлива, называют гигроскопической влажностью WrH.

Состав топлива в том виде, в каком оно поступает на ТЭС, выраженный совокупностью отдельных элементов и компонент (по массе для твердого и жидкого топлива), называют рабочей массой топлива:

TOC o «1-3» h z cp + № + Sp 4-Op + Np + Wp + Ap = 100 %. (1)

Если из топлива удалена внешняя и внутренняя влага, то су­хая масса имеет следующий состав:

Cc-j-Hc-fSc + Oc-fNc+Ac = 100 о/0. (2)

Исключив из сухой массы золу, получим горючую массу топ­лива

Cr + Hr + Sr + Or-f №= 100 %. (3)

Если из горючей массы выделить колчеданную серу, то остав­шуюся массу топлива называют органической массой

Сг + Нг + Ог + № = 100 %. (4)

Состав рабочей и сухой масс одного и того же топлива в зависи­мости от условий добычи и погоды может колебаться в достаточно широких пределах. Состав горючей массы топлива постоянен. Поэтому его используют для проведения пересчета на сухую и ра­бочую массы. Формулы пересчета состава, например, с рабочей

2. Коэффициент пересчета состава твердых и жидких теплив с одной массы на другую

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: